[发明专利]一种获得厚度大于10nm的室温铁磁性(Ga，Mn)As薄膜的方法

权利要求书

1.一种获得厚度大于10nm的室温铁磁性(Ga，Mn)As薄膜的方法，其特征在于，包括：

在脱氧后的半绝缘GaAs衬底上高温生长用于平滑衬底表面的GaAs缓冲层；

降低生长温度，在GaAs缓冲层上生长(In，Ga)As缓冲层；

降低生长温度，在(In，Ga)As缓冲层上生长(Ga，Mn)As薄膜；

在(Ga，Mn)As薄膜表面沉积一层面内易磁化的铁磁金属；以及

在铁磁金属上生长一层Al薄膜用于防止铁磁金属氧化。

2.根据权利要求1所述的获得厚度大于10nm的室温铁磁性(Ga，Mn)As薄膜的方法，其特征在于，所述在半绝缘GaAs衬底上高温生长GaAs缓冲层，是采用分子束外延技术在半绝缘GaAs衬底上生长GaAs缓冲层，用于平滑样品表面，生长温度为580℃。

3.根据权利要求1所述的获得厚度大于10nm的室温铁磁性(Ga，Mn)As薄膜的方法，其特征在于，所述降低生长温度，在GaAs缓冲层上生长(In，Ga)As缓冲层，是采用分子束外延技术在GaAs缓冲层上生长(In，Ga)As缓冲层，使得样品表面晶格常数变大，生长温度为470℃-510℃。

4.根据权利要求1所述的获得厚度大于10nm的室温铁磁性(Ga，Mn)As薄膜的方法，其特征在于，所述降低生长温度，在(In，Ga)As缓冲层上生长(Ga，Mn)As薄膜，是采用低温分子束外延技术在(In，Ga)As缓冲层上生长(Ga，Mn)As薄膜，使得(Ga，Mn)As薄膜具有垂直于样品表面的单轴磁各向异性，生长温度为200℃-240℃。

5.根据权利要求1所述的获得厚度大于10nm的室温铁磁性(Ga，Mn)As薄膜的方法，其特征在于，所述在(Ga，Mn)As薄膜表面沉积一层面内易磁化的铁磁金属，是采用分子束外延技术在(Ga，Mn)As薄膜表面沉积一层具有单轴磁各向异性的铁磁金属。

6.根据权利要求1所述的获得厚度大于10nm的室温铁磁性(Ga，Mn)As薄膜的方法，其特征在于，所述铁磁金属为Fe薄膜，或者为半金属Co₂FeAl或Co₂MnAl。

7.根据权利要求1所述的获得厚度大于10nm的室温铁磁性(Ga，Mn)As薄膜的方法，其特征在于，所述在铁磁金属上生长一层Al薄膜，是采用分子束外延技术在铁磁金属上生长一层Al薄膜，用于保护样品防止其氧化。

8.根据权利要求1所述的获得厚度大于10nm的室温铁磁性(Ga，Mn)As薄膜的方法，其特征在于，该方法在在铁磁金属上生长一层Al薄膜之后，还包括：利用超导量子干涉仪表征样品的磁性质。

9.根据权利要求8所述的获得厚度大于10nm的室温铁磁性(Ga，Mn)As薄膜的方法，其特征在于，所述利用超导量子干涉仪表征样品的磁性质，包括：

利用超导量子干涉仪测量样品在不同温度下的磁滞回线；

用稀盐酸选择性腐蚀样品中(Ga，Mn)As薄膜上覆盖的铁磁金属，并利用超导量子干涉仪测量样品的磁滞回线；通过对比Fe/(Ga，Mn)As和单层(Ga，Mn)As薄膜在不同温度下的磁滞回线，判断Fe/(Ga，Mn)As双层铁磁薄膜中的(Ga，Mn)As是否具有室温铁磁性。

10.根据权利要求9所述的获得厚度大于10nm的室温铁磁性(Ga，Mn)As薄膜的方法，其特征在于，所述利用超导量子干涉仪表征样品的磁性质，还包括：

利用超导量子干涉仪测量样品磁矩沿不同晶向的分量随温度的变化关系，若在(Ga，Mn)As薄膜易磁化轴方向，即垂直样品表面的方向，没有明显拐点且样品磁矩不为零，则能够进一步证明(Ga，Mn)As薄膜的室温铁磁性。